CN107205569A - 咖啡机和用于制备一杯咖啡的方法 - Google Patents
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Abstract
一种咖啡机(1)包括：控制器；烧水器，用于加热冲泡水流；可移动冲泡单元(3)，包括连接到用于分配所冲泡咖啡的分配管线(6)的敞开的冲泡室(4)和可滑动地支撑在冲泡室(4)中的排出活塞(9)；供应管线(5)，用于将冲泡水流供应到冲泡单元(3)；关闭活塞(8)，可接合以关闭冲泡室(4)，控制器被编程以使冲泡单元(3)在执行冲泡过程之前经历平移运动的第一进程，以由关闭活塞(8)来关闭冲泡室(4)，并使冲泡室(4)和排出活塞(9)或仅使排出活塞(9)在执行冲泡过程之后在与平移运动的第一进程相同的方向上经历平移运动的第二进程，从而使用过的咖啡研磨物的加载物(33)压靠关闭活塞(8)并将其中所含的液体排出。
Description
本发明涉及一种咖啡机和用于制备一杯咖啡的方法。
用于制造目前市面上可获得的滴注咖啡(drip coffee)或美式咖啡的许多机器基本上包括烧水器；渗滤室；纸过滤器可以定位在该渗滤室中，并且可以将散装咖啡研磨物的加载物放置在过滤器上；以及用于收集渗滤的咖啡的玻璃瓶，该玻璃瓶定位在过滤器的下面。
烧水器向渗滤室供应水，在水的自身重量的作用下，水通过散装咖啡研磨物的加载物而渗滤，并且将所得到的渗滤的咖啡收集在玻璃瓶中。
这些滴注咖啡机具有不可否认的优点：结构简单，生产成本极其有限。
然而，阻碍这种咖啡机的更广泛的商业分布的因素中的一个在于，因为这种咖啡机具有因来自用过的咖啡研磨物加载物的剩余残留液体而变脏的强烈趋势，因此它们需要频繁且细致的手动清洁以保持咖啡机的正常运行。每次使用后对更换和处理纸张过滤器的需要也会对环境造成负面影响。
因此，本发明的技术任务是实现可以消除现有技术中引用的技术缺陷的咖啡机和用于制备一杯咖啡的方法。
在本技术任务的范围内，本发明的目的是实现为用户提供极其简单、干净和可靠的操作的咖啡机。
根据本发明的技术任务以及后面的和其它的目的，通过实现这样的咖啡机来完成，该咖啡机包括：控制器；烧水器，用于加热冲泡水流；可移动冲泡单元，包括敞开的冲泡室和排出活塞，敞开的冲泡室连接到用于分配所冲泡咖啡的分配管线，排出活塞可滑动地支撑在冲泡室中；供应管线，用于将所述冲泡水流供应到冲泡单元；关闭活塞，可被接合以关闭冲泡室，所述控制器被编程为使所述冲泡单元在执行冲泡过程之前经历平移运动的第一进程以由关闭活塞来关闭冲泡室，并且使所述冲泡室和所述排出活塞或仅所述排出活塞在执行冲泡过程之后经历与平移运动的第一进程相同的方向上的平移运动的第二进程以将用过的咖啡研磨物的加载物压靠在关闭活塞上，并且将用过的咖啡研磨物的加载物中所含的液体排出。
在本发明的优选实施例中，所述冲泡单元由托架以可释放的方式支撑，托架具有用于启动排出活塞的联动装置，联动装置与凸轮控制装置相互作用，凸轮控制装置由冲泡单元的容纳本体支撑。
在本发明的优选实施例中，所述容纳本体具有用于取出冲泡单元的窗口。
本发明进一步公开了用于制备一杯咖啡的方法，该方法包括以下步骤：
-供应关闭活塞；
-在关闭活塞的下方供应可移动的冲泡单元，所述冲泡单元包括冲泡室和排出活塞，冲泡室具有面向所述关闭活塞的敞开的通道口，排出活塞可滑动地支撑在冲泡室中；
-将散装咖啡研磨物的加载物引入敞开的冲泡室中；
-使所述冲泡单元朝向所述关闭活塞经历平移运动的第一进程，所述第一进程的程度具有使得当关闭活塞刺穿到冲泡室中时关闭冲泡室；
-在由此实现的冲泡单元的位置中，将温度范围在85℃和100℃之间且压力水平在大气压力和2x105Pa之间的水流输送到关闭的冲泡室中，以执行冲泡过程；
-在冲泡过程结束时，使所述冲泡室和所述排出活塞或仅使所述排出活塞经历与平移运动的第一进程相同方向上的平移运动的第二进程，所述平移运动的第二进程具有的程度使得在该关闭活塞进一步穿插到冲泡室中时，关闭活塞压缩用过的咖啡研磨物的加载物以将用过的咖啡研磨物的加载物中所含的液体排出；
-在排放过程结束时，打开冲泡室并且排出干燥的该用过的咖啡研磨物的加载物。
优选地，所述平移运动的第一进程具有的程度使关闭活塞在冲泡过程期间不压缩散装咖啡研磨物的加载物。
优选地，所述平移运动的第一进程具有预设的固定长度。
优选地，冲泡过程在冲泡室的预设固定体积内执行。
从根据本发明的咖啡机的优选但不排他的实施例的描述中，本发明的其它特征和优点将变得更加显而易见，根据本发明的咖啡机通过附图中的近似和非限制性的示例来说明，附图中：
图1是具有冲泡单元的机器的示意性剖视图，其中冲泡单元位于用于装载咖啡研磨物剂量的位置中；
图2是图1中出现的机器的视图，其中冲泡单元位于在平移运动的第一进程的结束时所到达的位置；
图3是图1中出现的机器的视图，其中冲泡单元位于在平移运动的第二进程的结束时所到达的位置；
图4是图1中出现的机器的视图，其中冲泡单元位于用于从冲泡室提取用过的咖啡研磨物的加载物的位置；
图5是图1中出现的机器的视图，其中冲泡单元位于用于从冲泡室排出用过的咖啡研磨物的加载物的位置。
参考所引用的附图，咖啡机被示出并其整体由参考标号1指示。
咖啡机1包括框架，框架限定用于移动冲泡单元3的容纳本体2，该移动冲泡单元3又包括敞开的冲泡室4，散装咖啡研磨物的加载物32可位于该冲泡室中。
冲泡室4具有柱形侧壁4a、下基部4b和上部敞开的通道口4c。
框架支撑用于向冲泡单元3供应冲泡水流的泵(未示出)和用于加热冲泡水流的烧水器(未示出)。
咖啡机1进一步显示有控制器(未示出)，控制器与烧水器、泵以及用于移动冲泡单元3的特定移动装置连通。
咖啡机1的液压回路进一步包括用于将冲泡水流供应到冲泡单元3的供应管线5、用于分配所冲泡咖啡的分配管线6以及排放管线7。
冲泡室4具有面向在其上方的关闭活塞8的上部敞开的通道口4c，上部敞开的通道口由框架支撑并用于关闭冲泡室4。
供应管线5和排放管线7在关闭活塞8内延伸。
在冲泡室4内部，冲泡单元3支撑与冲泡室4的轴线L同轴地平移的排出活塞9。
排出活塞9具有用于与冲泡室4的侧壁4a径向密封的周边垫圈12。
排出活塞9还具有杆13，该杆可在冲泡室4的下基部4b中的通孔14中被滑动地引导。
排出活塞9的杆13从冲泡室4的基部4b的外侧延伸。
冲泡单元3以可释放的方式由托架15支撑。
容纳本体2具有用于取出冲泡单元3的窗口(未示出)。
因此，当冲泡单元3从托架15释放时，可以容易地在咖啡机1外部检查该冲泡单元。
托架15支撑用于启动排出活塞9的联动装置16，该联动装置与凸轮控制装置17、18相互作用，凸轮控制装置17、18由冲泡单元3的容纳本体2支撑。
联动装置16包括第一杆件20，第一杆件具有在托架15中枢转的支点21并且具有与第二杆件24的有齿弧形件23啮合的有齿弧形件22，第二杆件24具有在托架15中枢转的支点25。
第一杆件20具有与齿条27啮合的附加有齿弧形件26，齿条27支撑在排出活塞9的杆13上。
总而言之，第一杆件20具有用于从凸轮装置17移动的臂27，凸轮装置17又由容纳本体2支撑的凸轮表面构成。
第二杆件24又具有用于从凸轮装置18移动的臂28，该凸轮装置18又由支撑在元件29上的凸轮表面构成，元件29的支点30在容纳本体2中枢转，并且元件29与弹簧31相对地振动并通过弹簧31的作用而振动。
冲泡单元3可沿着相对于咖啡机1的搁置平面10倾斜的直线轨迹L平移运动地移动。
用于移动冲泡单元3的移动装置包括机动化的螺旋杆(endless screw)19，该螺旋杆平行于直线轨迹而定向并且接合在与托架15成一体的母螺纹(female thread，阴螺纹)(未示出)中。
根据旋转方向，螺旋杆19自身的旋转导致冲泡单元3的上升或下降。
冲泡室4相对于冲泡单元3的直线轨迹L’同轴地定向。
如图所示，冲泡室4的定向可以是固定的，或者冲泡室4能够在冲泡单元3的下部位置处旋转(例如)以便相对于与搁置平面10正交的轴线布置，从而有利于装载一定量的松散咖啡研磨物的过程。
关闭活塞8的定向是相对于冲泡单元3的直线轨迹L’同轴地固定的。
关闭活塞8包括用于支撑和引导外部部分8a的内部固定部分8b，该外部部分8a可沿冲泡单元3的直线轨迹L’的方向与弹簧11相对地移动并且通过弹簧11的作用而移动。
供应管线5和排放管线7与存在于关闭活塞8的外部部分8a的下端处的通孔8a’连接。
根据本发明的显著方面，控制器被编程为使冲泡单元3在执行冲泡过程之前经历平移运动的第一进程以由关闭活塞来关闭冲泡室4。
控制器还被编程为使冲泡单元3整体(因此冲泡室4和排出活塞9)或仅使冲泡单元3的排出活塞9在执行冲泡过程之后在与平移运动的第一进程相同方向上经历平移运动的第二进程，用于使用过的咖啡研磨物的加载物33压靠关闭活塞8并将用过的咖啡研磨物的加载物中包含的液体朝向排放管线7排放。
在这里通过实例方式描述和示出的情况下，但如阐明的不是必须地，冲泡室4和排出活塞9共同执行该平移运动的第二进程。
根据本发明的另一显著方面，通过平移运动的第一进程的影响，关闭活塞8穿插到冲泡室4中有限的程度，使得关闭活塞在冲泡过程中不会压缩散装咖啡研磨物的加载物32。
因此，相对于关闭冲泡室4所严格需要的运动的进程，有利地提供了冲泡单元3或其部件的运动的进程的延伸，并且由此，用过的散装咖啡研磨物的加载物33也被干燥。
因此，用过的咖啡研磨物的加载物33可以被提取，然后在不污染咖啡机1的内部部分的情况下被排出，这最终保持完全清洁。
有利地，平移运动的第一进程具有预设的长度，该长度对于每个冲泡循环保持固定。
有利地，冲泡过程在对于每个冲泡循环保持固定的冲泡室的预设体积内进行。
该解决方案简化了冲泡单元3的操作。
平移运动的第二进程可以被代替为可变的，因为它受外部变量的影响，诸如构成散装咖啡研磨物的加载物的量。
特别地，用于启动微动开关(未示出)的致动器(未示出)可与关闭活塞8的可移动部分8a一体化形成，微动开关方便地布置在固定位置并用于产生标记冲泡单元3的平移运动第二进程的结束的信号。
在这里通过实例的方式描述和示出的情况中，其中平移运动的第二进程由整个冲泡单元3执行，咖啡机1的操作基本如下：
冲泡单元3处于冲泡单元的下行极限停止处，其中冲泡室4的上部通道口4c在料斗36下面竖直对齐，以用于装载散装咖啡研磨物的加载物32。
排出活塞9处于其朝向冲泡室4的底部4b的缩回位置。
用户通过使用特定的控制按钮(未示出)来启动咖啡机1的操作循环。
料斗36释放咖啡研磨物的加载物32，咖啡研磨物的加载物因重力而进入冲泡室4。
然后，控制器启动螺旋杆19达预定数量的圈数，以使冲泡单元3执行平移运动的第一进程。
然后，控制器命令打开位于供应管线5上的截止阀(未示出)和关闭位于排放管线7上的截止阀(未示出)。
控制器启动进料泵和烧水器，以便向冲泡单元3提供冲泡水流。
最佳冲泡条件对应于这样的冲泡水流，该冲泡水流的压力水平在大气压和2×105Pa之间并且温度范围在85℃和100℃之间。
通过实例的方式，冲泡水流具有90℃的温度和1.4×105Pa的压力水平。
冲泡水流的流速优选在100cc/min至200cc/min的范围内，例如150cc/min的流速。
在冲泡过程结束时，控制器命令关闭位于供应管线5上的截止阀，打开位于排放管线7上的截止阀，并且在相同的旋转方向上再次启动螺旋杆19，以使冲泡单元3执行平移运动的第二进程。
在平移运动的第二进程期间，冲泡室4的体积减小，因为关闭活塞8接近排出活塞9，并且用过的咖啡研磨物的加载物33被压缩。
用过的咖啡研磨物的加载物33中所含的液体排放到排放管线7中。
在用于干燥用过的咖啡研磨物的加载物33的干燥过程结束时，控制器使螺旋杆19以反向旋转方向重新启动，从而使冲泡单元3从关闭活塞8脱离并且使冲泡单元回到其初始位置。
在冲泡单元3下降的第一阶段期间，联动装置16通过凸轮18与用于采取运动的臂28的相互作用的影响而被启动，并且排出活塞从冲泡室4的底部4b上升直到排出活塞将干燥的且用过的咖啡研磨物的加载物33带到通道口4c的水平。
在冲泡单元3的下降的后续部分中，还通过冲泡单元3的运动触发的凸轮装置(未示出)启动侧向定位到冲泡室4的通道口4c的刮刀37。刮刀清扫冲泡室4的通道口4c，使得干燥的且用过的咖啡研磨物的加载物33落入特定的容器38中。
在冲泡单元3下降的后续部分中，联动装置16通过凸轮17与用于采取运动的臂27的相互作用的影响而被启动，并且排出活塞9朝向冲泡室4的底部缩回。如所述的，为了干燥咖啡研磨物的加载物，相对于用于关闭冲泡室的进程，在相同的方向上使用额外的进程，可以通过冲泡室和排出活塞共同执行或由排出活塞选择性地执行所述额外的进程。
在本发明的变型中，用于执行冲泡过程的冲泡室的最终体积可以在将冲泡室和关闭活塞接合并且冲泡室已停止之后通过排出活塞从冲泡室的底部的局部上升来校准。从该配置开始，其中排出活塞从冲泡室的底部稍微升高，然后执行上文限定的额外进程，以干燥用过的咖啡研磨物的加载物。
在本发明的变型中，为了干燥用过的咖啡研磨物的加载物而执行的额外进程可以在其它进程之后进行，包括不是相同方向的进程，这可以对于打开或关闭液压回路的部分，或对于释放能够使系统随后运动的杆件是有用的。
在本发明的变型中，从用过的咖啡研磨物的加载物排放的液体可以直接被输送到杯中，而不是朝向特定的排放回路输送。
已经发现使用本发明的咖啡机作为渗滤器是非常有利的，该渗滤器用于生产一杯类似于滴注或美式咖啡的咖啡。
咖啡机和用于制备由此构思的一杯咖啡的方法易受许多修改和变型的影响，所有这些修改和变型都落入本发明概念的范围内。此外，所有细节可能被其他技术上等同的元件替代。
根据需要和现状，所使用的材料以及尺寸实际上可以是任何类型的。
Claims (8)
1.一种咖啡机(1)，其特征在于，所述咖啡机包括：控制器；烧水器，用于加热冲泡水流；能移动的冲泡单元(3)，包括敞开的冲泡室(4)并包括排出活塞(9)，所述冲泡室连接到用于分配所冲泡咖啡的分配管线(6)，所述排出活塞能滑动地支撑在所述冲泡室(4)中；供应管线(5)，用于将所述冲泡水流供应到所述冲泡单元(3)；关闭活塞(8)，所述关闭活塞能被接合以关闭所述冲泡室(4)，所述控制器被编程为使所述冲泡单元(3)在执行冲泡过程之前经历平移运动的第一进程，以由所述关闭活塞(8)关闭所述冲泡室(4)，并且使所述冲泡室(4)和所述排出活塞(9)或仅使所述排出活塞(9)在执行所述冲泡过程之后在与所述平移运动的第一进程相同的方向上经历平移运动的第二进程，从而使用过的咖啡研磨物的加载物(33)压靠所述关闭活塞(8)并将所述用过的咖啡研磨物的加载物中所含的液体排出。
2.根据权利要求1所述的咖啡机(1)，其特征在于，所述冲泡单元(3)以能释放的方式由托架(15)支撑，所述托架具有用于启动所述排出活塞(9)的联动装置(16)，所述联动装置与凸轮控制装置(17、18)相互作用，所述凸轮控制装置由所述冲泡单元(3)的容纳本体(2)支撑。
3.根据前一权利要求所述的咖啡机(1)，其特征在于，所述容纳本体(2)具有用于取出所述冲泡单元(3)的窗口。
4.一种用于制备一杯咖啡的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-供应关闭活塞(8)；
-在所述关闭活塞(8)的下方供应能移动的冲泡单元(3)，所述冲泡单元(3)包括冲泡室(4)并具有排出活塞(9)，所述冲泡室具有面向所述关闭活塞(8)的敞开的通道口(4c)，所述排出活塞能滑动地支撑在所述冲泡室(4)中。
-将散装咖啡研磨物的加载物(32)引入敞开的所述冲泡室(4)中；
-使所述冲泡单元(3)朝向所述关闭活塞(8)经历平移运动的第一进程，所述第一进程具有的程度使得当所述关闭活塞(8)穿插到所述冲泡室(4)中时将所述冲泡室关闭；
-在由此所实现的所述冲泡单元(3)的位置中，将温度范围在85℃和100℃之间且压力水平在大气压力和2x105Pa之间的水流输送到关闭的所述冲泡室(4)中，以执行冲泡过程；
-在所述冲泡过程结束时，使所述冲泡室(4)和所述排出活塞(9)或仅使所述排出活塞(9)在与所述平移运动的第一进程相同方向上经历平移运动的第二进程，所述平移运动的第二进程具有的程度使得在所述关闭活塞(8)进一步穿插到所述冲泡室(4)中时，所述关闭活塞压缩用过的咖啡研磨物的加载物(33)以将所述用过的咖啡研磨物的加载物中所含的液体排出；
-在排放过程结束时，打开所述冲泡室(4)并且排出干燥的所述用过的咖啡研磨物的加载物(33)。
5.根据前一权利要求所述的用于制备一杯咖啡的方法，其特征在于，所述平移运动的第一进程具有的程度使所述关闭活塞(8)在所述冲泡过程期间不压缩所述散装咖啡研磨物的加载物。
6.根据权利要求4或5所述的用于制备一杯咖啡的方法，其特征在于，所述平移运动的第一进程具有预设的固定长度。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的用于制备一杯咖啡的方法，其特征在于，所述冲泡过程在所述冲泡室(4)的预设的固定体积内执行。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的用于制备一杯咖啡的方法，其特征在于，热的冲泡水和排出的液体被引导通过所述关闭活塞(8)。
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